風環(huán)境對建筑設計的影響分析

風環(huán)境對建筑設計的影響分析摘要：對于東北嚴寒區(qū)域工程戶外風環(huán)境特點，以"被動式工程設計〃觀念為指導，研究了戶外風環(huán)境對工程設計與高層工程設計的影響，介紹了工程點線排列搭配、防止下沖氣流、防止風旋、防止風漏斗效應等工程整體布局設計對策與建立貫通洞口、立面規(guī)劃與豎向綠化等高層工程防風設計對策，希望可以為東北寒地工程設計與工程節(jié)能帶來科學的參考與借鑒。關鍵詞：工程設計；風環(huán)境；影響介紹；對策分析在能源緊缺危機逐漸顯現(xiàn)與國家大力倡導節(jié)能降耗的環(huán)境下，怎樣協(xié)調(diào)人民對工程室內(nèi)空間舒適度需求逐漸提升的要求與盡量減小工程能耗的沖突，是當下所有建筑師需要認真考量與選取面對的實際問題。為此，在工程設計中引入“被動式工程設計〃對策，成為減少工程能耗、提升工程室內(nèi)空間舒適度的重要道路。1、風環(huán)境對工程設計的影響分析建筑戶外風環(huán)境對工程室內(nèi)外環(huán)境的舒適性與建筑自身的能源耗損均有較大影響。特別是東北嚴寒區(qū)域冬夏季節(jié)工程室內(nèi)的抗寒保溫和通風散熱均會遭到工程戶外風環(huán)境的干擾。因此，一個優(yōu)秀的工程設計要充分考量戶外風環(huán)境對工程自身的影響，以營造與完善室內(nèi)外圍氣候條件視為重要目的，而且還要考慮工程的節(jié)能減排。通常情況下，一個區(qū)域的主導風向?qū)⒅苯佑绊懼搮^(qū)域建筑結(jié)構(gòu)的朝向選取和工程群體的分布。反之，工程群體的分布形式、單體工程的造型、體量與尺度以及周邊區(qū)域的地形、地貌均會影響到近地風的風向與速度。若產(chǎn)生很大的風流，在工程的某些位置將產(chǎn)生更加激烈的強風，若這些強風產(chǎn)生在建筑結(jié)構(gòu)進口、露臺、通道等人口集中的場地，就會令人感覺不舒服，并且會提高工程的熱流失。2、風環(huán)境下工程設計對策2.1工程整體布局規(guī)劃就高層工程設計來說，主要在于降低風在高層工程外表的流速，從而降低高樓風的異常影響，進而達到工程節(jié)能與提高室內(nèi)外空間舒適性的目的。下文針對東北寒地工程群體布局規(guī)劃與高層工程防風規(guī)劃對策進行詳細探究。（1）工程點線排列搭配在開展寒地工程設計時，首先應結(jié)合日照角度與太陽輻射角度去分布工程的最好朝向，在兼顧本地的主導風向，如果諸多工程的朝向和主導風向間會有夾角。若只兼顧一棟工程的風環(huán)境情況的話，必定是工程自身和主導風向間呈垂直聯(lián)系效果最佳。但若整體考量工程群體，該種布置形式就難以適用。一般將工程群體分布成一個科學的角度，便于使其中大多數(shù)工程均能夠得到比較好的風環(huán)境。在開展工程群體分布時需注意點線型工程的搭配，通常將點形工程置于朝向良好的方向，而把線形工程分布于點形工程之后，該種布置形式有助于工程群體間的氣體流通與獲得較好的光照。以某省某住宅小區(qū)設計來說，由于該地方氣候是溫帶大陸性季風氣候，夏天短暫但濕熱，冬天漫長且干冷少雨［1］。年平均氣溫為5.7°C，夏天最高溫度為34.7°C，冬天最小溫度能夠達到-36.5°C，整年盛行風向是西南風，冬天重要影響風向是西北風。所以，在住宅建筑布局規(guī)劃中不能把住宅較長的一側(cè)和夏天主導風向垂直，這樣將極大阻礙建筑物通風散熱，而且影響后排工程的通風。通常情況下，能把點式住宅建筑分布于面臨夏天主導風向的部位，如此有助于天然通風，而且盡可能使線形住宅建設在冬天主導風向到來方向以分隔寒風（見圖1）。圖1工程群體分布結(jié)構(gòu)圖（2）防止下沖氣流若在組合工程群體時，工程結(jié)構(gòu)間的高度與間隔均相似時，將不會出現(xiàn)下沖氣流等情況。如果是一棟工程的高度遠大于其他結(jié)構(gòu)的高度時，其將會出現(xiàn)較大下沖氣流。當很多棟工程組合時，若在朝向地方主導風向的位置留有空地，該種分布就會嚴重影響到其他工程群體，會產(chǎn)生明顯的下沖氣流，這類強氣流和周邊水平方位的風流產(chǎn)生渦流與高速封，風壓效果由此增加，也會導致熱損失增大，阻礙建筑降耗，而且，該種工程群體的分布形式也要盡可能規(guī)避（見圖2）。圖2下沖氣流效果結(jié)構(gòu)圖（3）防止風漏斗效應風漏斗效應能夠?qū)⒅苓咃L流聚集高速經(jīng)過街道口，通常會把周圍風速提升30%。進而加快工程熱能損失，因此要盡量防止該種布局形式。此外，能在建筑結(jié)構(gòu)前面建設綠化，栽種各種喬木、灌木等，在確保正常通風狀態(tài)下能延緩風俗，進而減少東北嚴寒區(qū)域工程結(jié)構(gòu)的能耗。2.2高層工程防風設計對策（1）貫通洞孔高層工程設計中，能夠控制體形以達到降低高樓風干擾的目的。在考量工程體塊之間關系的同事，能在體塊內(nèi)預留一個貫通洞孔，如此能夠轉(zhuǎn)變工程迎風面每個方位風的流向，而留下的空洞便于高樓風正常流通，防止自然風直擊結(jié)構(gòu)迎風面而劃分出現(xiàn)下沖風與兩側(cè)風向，進而降低高樓風對建筑結(jié)構(gòu)底部與兩邊的異常影響［2］。在高層工程之中進行貫通洞孔處置的經(jīng)典案例是丹下健三設計的NEC大廈。早期設計時，使該高層工程適應戶外風環(huán)境是建筑形體出現(xiàn)的重要依據(jù)。其在建筑之中規(guī)劃了一個橫向貫口，減小了下沖氣流，也大幅度降低了工程背風面風影區(qū)范圍。貫通風口為其底部工程空間帶來了良好的天然采光與通風，為相關用戶帶來良好的工作與生活環(huán)境。（2）立面規(guī)劃高層工程在結(jié)構(gòu)上有較高要求，通過調(diào)整工程結(jié)構(gòu)來優(yōu)化戶外風環(huán)境一般不太現(xiàn)實。針對高層工程外立面展開有效處理就相對可行，如增加部分凸凹陽臺、擋陽板與不規(guī)則開口等邊能達到阻擋工程外表高速風的目的，令氣流在面臨不同開洞和不規(guī)則立面模式時，在水平方位上的作用力得到下降，進而達到減少工程能耗的目標［3］。對東北嚴寒區(qū)域的高層工程設計來說，能在北面與西北面這類冬天寒風盛行位置削減開窗以減少熱能消耗；在規(guī)劃工程主進口時，要盡可能防止其尺寸太大；在規(guī)劃工程立面時，要盡可能防止產(chǎn)生尖銳豎向角，避免出現(xiàn)較強的下沖氣流；在工程拐角位置能安裝導風板，以加大工程外表的摩擦力進而降低邊角風速度，而且也可以把氣流導入工程內(nèi)部，有助于工程室內(nèi)通風。另外，還能夠在高層工程外表安裝防風網(wǎng)。據(jù)相關測試顯示，防風網(wǎng)可以過濾掉70%之上的高樓風，由此得知，其防風效果是非常明顯的。3、結(jié)束語總之，經(jīng)過分析東北嚴寒區(qū)域氣候特點，探究了基于戶外風環(huán)境作用下的東北寒區(qū)被動式工程設計的對策問題。主要包含戶外風環(huán)境對工程群體布局與高層工程節(jié)能規(guī)劃的影響，并介紹了相應的設計對策。在工程整體布局層面，提出了工程點線排列搭配、防止下沖氣流、防止風旋、防止風漏斗效應等對策；在高層工程防風設計層面，介紹了貫通的洞孔、立面設計與豎向綠化等對策，希望可以為東北寒區(qū)工程設計和工程節(jié)能帶來科學的參